JPH0523149B2

JPH0523149B2 -

Info

Publication number: JPH0523149B2
Application number: JP62207282A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Jikiba; Yasuyuki Tsuchida
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1993-03-31
Also published as: JPS6449538A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、脈拍パルスに基づいて脈拍値を表
示する脈拍計に関し、時に脈拍特定開始後、短時
間正確な脈拍値を得ることができる脈拍値演算処
理に係る。

＜従来の技術＞脈拍計は、被測定生体の脈拍を測定する測定器
であつて、例えば小型電球や発光ダイオードによ
つて耳たぶや指突のような抹消の組織に光を当
て、血液の干満に基づく透過光又は反射光の変化
をCdSやフオトトランジスタ等の光検出素子で検
出して脈拍を測定する光電型の脈拍計や、生体の
抹消に高周波電流を流し、血液の干満に基づく生
体電気インピーダンスの変化を検出して脈拍を測
定するインピーダンス型の脈拍計が実用化されて
いる。

これらの脈拍計により脈拍を測定する場合、上
記反射光やインピーダンスの検出信号を繰返しパ
ルス信号に整形し、この繰返しパルス信号につい
て隣り合うパルス同士のパルス間隔を求め、この
パルス間隔に基づいてマイクロコンピユータにて
所定の演算を行つて脈拍値を得、この脈拍値を表
示器に表示する構成を採つている。そして、上記
マイクロコンピユータ内における演算方法とし
て、次に示すような方法が採用されている。

まず、脈拍パルスから入力されるごとに、当該
パルスと１つ前のパルスとのパルス間隔を求め脈
拍値に変換して表示させる方法である。詳細に説
明すると、新たなパルスが入力されると、当該入
力されたパルスとその１つの前に入力されたパル
スとの時間間隔を求め所定の変換式に基づいて脈
拍値を表示するもので、これにより、脈拍パルス
が入力されるごとに脈拍値を表示できる。しか
し、表示脈拍値が１パルスごとに大きく変化する
ことがあるため、表示値がそれにつれて変動し、
測定者にとつて、脈拍値を測定しにくくなる。

次に、複数個の脈拍パルスが入力されるごと
に、各脈拍パルスに対応する脈拍値の平均をと
り、この平均値に基づいて脈拍値を表示する方法
であり、平均を採ることにより脈拍表示値の変動
は少なくなる。しかし、表示値の更新は数パルス
待つてから行われるので、上記複数個の脈拍パル
スの入力が完了するまで表示値は固定されてしま
い、測定者にとつて現時点の脈拍を把握しにくく
なる。

測定者にとつて、表示されている脈拍値の変動
が少なく、かつ、常に現時点の脈拍値を表示でき
る方法が望ましい。このため、１パルスごとに脈
拍表示を行う点では、上記初めの方法と類似して
いるが、脈拍値の表示にあたつて、前回のパルス
に対応して表示された脈拍値（以下「前表示値」
という）Ａとの間で予め所定の演算を行う方法が
実用化されている。具体的にいうと、新たな脈拍
値（以下「新値」という）Ｐが求まると、この新
値Ｐと前表示値Ａとの間で、次の式〜の演算
（いわゆる３回平均）を行つて表示すべき脈拍値
（以下「新表示値」という）Ｂを求めるのである。

（Ａ＋Ｐ）／２＝B₁ …… （Ａ＋B₁）／２＝B₂ …… （Ａ＋B₂）／２＝Ｂ …… 上記式〜に基づいて演算すれば、前表示値
Ａとの３回平均をとつて新表示Ｂを求めるため、
新値Ｐをそのまま表示する場合と比べて表示値の
変動幅が少なくなる。すなわち、上記式〜を
変形すると下式が得られるが、（7A＋Ｐ）／８＝Ｂ …… 上記式を見て明らかなように、前表示値Ａに
は、新値Ｐの７倍の重み付けがなされている。こ
のように、前表示値Ａを重み付したため、新値Ｐ
が多少変動しても、新表示値Ｂの変動を充分押さ
えることができるのである。

さらに次の脈拍パルスが入力されると、上記新
表示値Ｂを前表示値として同じ演算を繰返し、次
の新表示値を得る。この手順を脈拍パルスごとに
繰返すことによつて、常に現時点の脈拍値を表示
することができる。

ところで、上記３回平均を採る方法を採用した
場合、脈拍測定開始時に初期値としていかなる値
を採用するかが問題となる。というのは、脈拍測
定開始時には、未だ前表示値が存在していないか
らである。そこで、脈拍測定開始時における初期
値として健康人の平静状態の脈拍値の平均値51を
採用している。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかし、上記の３回平均を採る脈拍値演算処理
方法では、初期値を固定しているため、真の脈拍
値が初期値と大きく離れている場合、脈拍測定開
始時から値の脈拍値を表示するまで長い時間がか
かるという問題がある。具体的に示すと、脈拍値
100の人の脈拍を測定すると、最初の表示値が51
であり、次の表示値は上記式にしたがつて、
（７×51＋100）／８＝57.1となり、真の脈拍値
100から掛け離れた値となる。そして、真の脈拍
値100に近い表示を得ようと思えば、表示を何パ
ルス分も繰返す必要がある。しかし、例えば５パ
ルス繰返してもＢ＝74.9（５パルスの所要時間は
60／100×５＝３秒である）、10パルス（６秒）繰
返してもＢ＝87.1となり、真の脈拍値100に近い
表示を得るには時間がかかる。Ｂが95以上となる
のは、18パルス（11秒）繰返した後となる。

上記の場合、速やかに真の脈拍値に近付けるた
めに、新値Ｐと前表示値Ａとの間で平均を採る回
数を減らすことも考えられるが、前表示値Ａの重
み付け倍率が下がり（例えば３回平均から２回平
均に減らすと、重み付けの倍率は７倍から３倍と
なる）、新値Ｐが変動した場合、新表示値Ｂの変
動を充分押さえることができなくなる。

＜目的＞この発明は上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、脈拍測定開始後、短時間で正確な脈拍値を
得ることのできる脈拍計を提供することを目的と
する。

＜問題点を解決するための手段＞この発明による問題点解決手段は、脈拍パルス
に基づいて脈拍値を表示する脈拍計において、脈拍パルスを検出する脈拍検出手段と、上記脈拍検出手段で検出した脈拍パルスから脈
拍値を求める脈拍測定手段と、脈拍測定開始直後に、上記脈拍測定手段により
求められた１個または複数個の脈拍値に基づいて
初期値を算出する初期演算出手段と、上記初期値算出手段により算出された初期値
と、脈拍測定手段により後続の脈拍パルスから求
められる脈拍値とを用いて、時系列的に脈拍値を
演算処理する演算処理手段と、上記演算処理手段の演算結果を表示する表示手
段とを含むものである。

＜作用＞上記の脈拍計によれば、脈拍測定開始後入力さ
れた最初の１個又は複数個の脈拍値に基づいて、
上記所定の演算処理の基礎となる初期値を算出す
ることができる。この初期値と、次に入力される
脈拍パルスに対応する脈拍値すなわち新値との間
で所定の演算を行い、表示すべき脈拍値を求める
ことができる。これ以後は、脈拍パルスが入力さ
れるごとに、入力された当該脈拍パルスに対応す
る脈拍値と、前に得られた脈拍値との間で所定の
演算を行うことによつて新たに表示すべき脈拍値
を時系列的に得ることができる。

このように、脈拍測定開始後、最初の１個又は
複数個の脈拍値が求まれば、これに基づいて初期
値を求めることができ、この初期値を基礎として
所定の演算を行つて、表示すべき時系列的な脈拍
値を得ることができる。しかも初期値として従来
のように固定された値を採用せず、実際の被測定
生体から得られた脈拍パルスに対応する脈拍値に
基づいて初期値を算出しているので、初期値は真
の脈拍と大きく掛け離れた値とはならない。した
がつて、これ以後に表示される脈拍値も真の脈拍
値に近い値となる。

＜実施例＞次いで、この発明の実施例について図を参照し
ながら以下に説明する。

第２図はこの発明の実施例に係る脈拍計の電気
的構成を示すブロツク図である。脈拍計は、脈拍
測定手段、初期値算出手段および演算処理手段と
して、RAM、ROM、CPU等を内蔵した制御用
のマイクロコンピユータ１を備えており、マイク
ロコンピユータ１の入力側には、脈拍測定開始等
の指示を行うキー操作部４と、脈拍測定手段とし
ての脈拍センサ２によつて検出した脈拍信号を成
形して脈拍パルス信号を出力する脈拍パルス生成
回路３とが接続され、マイクロコンピユータ１の
出力側には、表示手段としての脈拍値を数値表示
する表示部５が接続されている。

マイクロコンピユータ１には、脈拍パルス生成
回路３内で生成された脈拍パルス出力に基づいて
所定の処理を行い、脈拍値の数値表示信号を出力
するプログラムが組み込まれている。

上記脈拍計であれば、まず、脈拍センサ２を生
体の所定部に設置して、脈拍計を起動させると、
パルス生成回路３に脈拍信号が入つてくる。脈拍
パルス生成回路３は、脈拍信号を波形整形して脈
拍パルス信号を得、マイクロコンピユータ１に出
力する。マイクロコンピユータ１では、脈拍パル
ス信号のパルス間隔を求める。第３図はこの方法
を説明する波形図であり、脈拍パルス信号をマ
イクロコンピユータ１内蔵のサンプリングクロツ
クから生成されたサンプリング信号でサンプリ
ングする。そして、１つのパルスＡ０と、次のパ
ルスＡ１との間に存在するサンプリングパルスの
カウント数を求める。このカウント数をｎ１とお
くと、脈拍パルスに対応する周波数Ｆ１は、Ｆ１
＝１／（ｎ１ｔ）で求まる。ここに、ｔはサンプ
リング周期である。これを毎分あたりに換算すれ
ばパルスＡ１に基づく脈拍値Ｐ１が基まる。例え
ば、サンプリング周期ｔ＝2ms、サンプリングパ
ルスのカウント数ｎ１＝75とすれば、脈拍値Ｐ１
＝１／（２×10^-3×75）Hz＝100回／分となる。
このようにして各パルスＡ１，Ａ２，Ａ３，…ご
とに、脈拍値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を求めること
ができる。

以下に、上記脈拍値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を用
いて所定の処理を行い、脈拍値の表示信号を出力
する手順をフローチヤート（第１図）に基づいて
説明する。まず、脈拍測定開始後、パルスＡ１の
入力に基づいて算出された脈拍パルス信号の脈拍
値Ｐ１が求まると（ステツプ）、これをRAM
の所定エリアに格納する（ステツプ）。次にパ
ルスＡ２の対応する脈拍値Ｐ２が求まると、
RAMに格納する。この手順を何回も繰返してパ
ルスAmに対応する脈拍値Pmが求まると（ステ
ツプ）、これをRAMに格納する（ステツプ
）。上記ｍは、予め決定された１以上の整数で
ある（例えばｍ＝５）。そして初期値として、今
まで格納された脈拍値Ｐ１，…，Pmの相加平均
値Ａを求める処理をする（ステツプ）。そして
ＡをRAMの表示エリアにDISPとして格納する
（ステツプ）。この結果、Ａに相当する脈拍値が
表示部５によつて表示される（ステツプ）。以
上のようにして、実際の被測定生体から得られた
脈拍値Ｐ１，…，Pmの相加平均値を、初期値Ａ
として表示することができる。この初期値Ａは、
実際の被測定生体から得られた脈拍値に基づいた
ものなので、生体の真の脈拍値に近い値となる。

次に、ｍ＋１番目のパルス入力に基づいてｍ＋
１番目の脈拍値Pm＋１が求まると（ステツプ
）、これをRAMに格納し（ステツプ、格納
された値をＰとする）、上記初期値Ａとの間で３
回平均を採る演算をする。まず、３回平均サプル
ーチンをスタートさせ（ステツプ）、上記Ａと
このＰに基づいて３回平均演算を行う（ステツプ
）。得られた結果ＢをRAMの上記表示エリア
にDISPとして格納する（ステツプ）。これによ
つて、表示部の表示脈拍値はＢに切り替わる（ス
テツプ）。次の脈拍パルス入力に基づいた脈拍
値Pi（ｉ＝ｍ＋２）が求まると、上記表示した値
ＢをＡとおき（ステツプ）PiをＰとおき（ステ
ツプ）、ステツプに戻つて上記の手順を繰返
す。再びステツプに来るとPiのｉを１つずつ更
新して同じ手順を繰返す。このようにして、得ら
れた脈拍値Pm＋１と初期値Ａとの間で３回平均
演算処理をすることによつて、２回目の表示脈拍
値を得、ｍ＋２回目の脈拍値Pm＋２が入力され
れば、このPm＋２と２回目の表示脈拍値との間
で３回平均を採つて３回目の表示脈拍値を求める
ことができる。以後、１パルスが入力されるごと
に、前回の表示値との間で３回平均処理を行つて
次々と表示すべき脈拍値を求めていくことができ
る。したがつて、脈拍測定開始時に真の脈拍値と
は無関係な一定値を表示し、以後入力される脈拍
パルスとの間で平均操作を採ることにより徐々に
真の値に近付けていく従来方法と異なり、初期値
として真の脈拍値に近い値を表示でき、これに引
き続く脈拍値としても、真の脈拍値に近い値を順
次表示することができる。例えばｍ＝５とした場
合、５番目の脈拍値入力の直後から、正確な脈拍
値を表示することができるのである。

なお、上記の実施例では、初期値を求めるとき
に、最初に入力される複数個の脈拍値Ｐ１，…，
Pmについて相加平均を採つているが、この発明
は上記の実施例に限定されるものではなく、初期
値として、例えば各脈拍値Ｐ１，…，Pmに何ら
かの重みをつけた加重平均を採つてもよく、ま
た、脈拍値Ｐ１，…，Pmの相乗平均を採つても
よい。また、初期値を求めるときに、最初に入力
される１番目の脈拍値Ｐ１をそのまま使用しても
よく、この場合、複数個の脈拍値の平均を採らず
に１番目の脈拍値Ｐ１を演算の基礎とするので、
脈拍測定開始後、非常に短時間に脈拍値表示を開
始することができる。その他この発明の要旨を変
更しない範囲内において、種々の変更を施すこと
が可能である。

＜発明の効果＞以上のように、この発明の脈拍計によれば、脈
拍測定開始後、最初に入力される１個又は複数個
の脈拍パルスに対応する脈拍値に基づいて初期値
を算出することとした。しかも上記初期値は、実
際の被測定生体から得られた脈拍パルスに基づく
ものなので、真の脈拍値と大きく掛け離れた値と
ならず、演算の結果得られる脈拍値も、真の脈拍
値と大きく掛け離れた値とならない。したがつ
て、脈拍測定開始から最初の１個又は複数個の脈
拍値が求まるまで時間の経過を待つだけで、これ
以後、真の脈拍値に近い時系列的な脈拍値を表示
することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る脈拍計の脈拍
値演算処理の流れを示すフローチヤート、第２図
は脈拍計の電気的構成を示すブロツク図、第３図
は脈拍パルス信号と、脈拍値を求めるためのサン
プリングパルス信号との波形図である。１：マイクロコンピユータ、２：脈拍センサ、
３：脈拍パルス生成回路、４：キー操作部、５：
表示部。

Claims

【特許請求の範囲】１脈拍パルスに基づいて脈拍値を表示する脈拍
計において、脈拍パルスを検出する脈拍検出手段と、上記脈拍検出手段で検出した脈拍パルスから脈
拍値を求める脈拍測定手段と、脈拍測定開始直後に、上記脈拍測定手段により
求められた１個または複数個の脈拍値に基づいて
初期値を算出する初期値算出手段と、上記初期値算出手段により算出された初期値
と、脈拍測定手段により後続の脈拍パルスから求
められる脈拍値とを用いて、時系列的に脈拍値を
演算処理する演算処理手段と、上記演算処理手段の演算結果を表示する表示手
段とを含むことを特徴とする脈拍計。２上記初期値算出手段が、脈拍測定開始直後に
脈拍測定手段で求められた複数個の脈拍値の相加
平均を採つて初期値を算出することを特徴とする
上記特許請求の範囲第１項記載の脈拍計。